CN111699638A - 光学发送设备、光学接收设备和光学通信方法 - Google Patents

Abstract

[问题]为了提供一种能够用来在接收侧执行稳定的相干检测并且能够用来维持接收信号质量的光学发送设备。[解决方案]一种光学发送设备被配置为包括：光输出装置(1)；光调制装置(2)；接收信息获取装置(3)；和频率调整装置(4)。光输出装置(1)输出分配给光学发送设备的频率的光。光调制装置(2)将由光输出装置(1)输出的光分离成相互正交的偏振波，对每个偏振波的同相分量和正交分量执行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振波合成而获得的光学信号。接收信息获取装置(3)在用作光学信号的发送目的地的光学接收设备中获取光学信号的接收状态的信息。频率调整装置(4)基于接收状态信息来控制由光输出装置(1)输出的光的频率，并且调整作为当光学接收设备执行光学信号的相干检测时使用的本地发射光的频率与由光输出装置(1)输出的光的频率之间的差的频率偏移。

Description

光学发送设备、光学接收设备和光学通信方法

技术领域

本发明涉及一种数字相干方案的光学通信技术，并且尤其涉及一种用于维持接收质量的技术。

背景技术

数字相干光学通信方案被用作能够进行高速和大容量传输的光学通信技术。对于数字相干光学通信方案，已经提出了各种调制方案，诸如偏振复用方案和多级调制方案。作为多级调制方案，例如，使用二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、8正交振幅调制(8QAM)等。

在数字相干方案中，基带信号是通过将接收到的光学信号乘以来自本地振荡器的输出光(本地振荡光)来产生的。原始发送信号是通过模数转换基带信号并且执行数字信号处理来再现的。因此，为了维持接收质量，有必要稳定地执行光学信号的相干检测。作为这样的用于稳定地执行光学信号的相干检测并且维持信号质量的技术，例如，公开了如专利文献1中一样的技术。

专利文献1涉及一种数字相干方案的光学传输设备。专利文献1中的光学传输设备以提高接收信号的信号质量的方式调整本地振荡光的波长和功率，并且以在光学信号与本地振荡光之间不产生波长差的方式控制本地振荡光的波长。具有这样的配置的专利文献1能够实现高精度的光学信号接收性能。类似地，专利文献2和3也公开了一种与数字相干方案的光学传输设备有关的技术。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本未审查专利申请公开No.2015-170916

[专利文献2]国际公开WO 2012/132374

[专利文献3]日本未审查专利申请公开No.2015-171083

发明内容

[技术问题]

然而，专利文献1中的技术在如下点方面不足。在接收侧执行相干检测的情况下，当光学信号的频率与本地振荡光的频率一致时，符号可能会固定到同相(I)轴或正交(Q)轴上。在这样的情况下，当以使得输出振幅在光学信号检测元件中变得恒定的方式自动地控制增益时，由于输入信号在被固定到轴上的状态下不存在于分量的0分量中，所以可以将增益设定为大的以便增加输出振幅。当将增益设定为大的时，信号中的噪声增加，并且产生了信号的质量降级。类似地，专利文献2和3中的技术作为用于防止信号的质量降级的技术也是不足的。因此，专利文献1、2和3中的技术作为用于维持能够用以在数字相干方案的光学通信系统中执行稳定的接收处理的接收质量的技术是不足的。

为了解决上述问题，本发明的目的是为了提供一种能够维持能够用以执行稳定的接收处理的接收质量的光学发送设备。

[问题的解决方案]

为了解决上述问题，根据本发明的光学发送设备包括光输出装置、光调制装置、接收信息获取装置和频率调整装置。光输出装置输出分配给光学发送设备的频率的光。光调制装置将由光输出装置输出的光分离成相互正交的偏振波，对偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号。接收信息获取装置获取关于在作为光学信号的发送目的地的光学接收设备中的光学信号的接收状态的信息。频率调整装置基于关于接收状态的信息来控制要由光输出装置输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是由光学接收设备对光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率与由光输出装置输出的光的频率之间的差。

根据本示例实施例的光学通信方法包括：输出分配给自己的设备的频率的光；将输出的光分离成相互正交的偏振波；对偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制；以及输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号。根据本示例实施例的光学通信方法包括：获取关于在作为光学信号的发送目的地的光学接收设备中的光学信号的接收状态的信息。根据本示例实施例的光学通信方法包括：基于关于接收状态的信息来控制要输出的光的频率；以及调整频率偏移，所述频率偏移是在由光学接收设备对光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率与要输出的光的频率之间的差。

[发明的有益效果]

本发明使得能够在接收侧进行稳定的相干检测并且能够维持接收信号的质量。

附图说明

图1是图示根据本发明的第一示例实施例的配置的概要的图。

图2是图示根据本发明的第二示例实施例的配置的概要的图。

图3是图示根据本发明的第二示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图4是图示根据本发明的第二示例实施例的光学接收设备的配置的图。

图5是图示根据本发明的第二示例实施例的光学通信系统的操作流程的图。

图6是图示根据本发明的第二示例实施例的针对每个频率偏移测量误差数的结果的示例的图。

图7是图示根据本发明的第二示例实施例的在另一配置的示例中发送的帧的示例的图。

图8是图示多级调制方案中的星座的示例的图。

图9是图示多级调制方案中的星座的移位的示例的图。

图10是图示根据本发明的第三示例实施例的配置的概要的图。

图11是图示根据本发明的第三示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图12是图示根据本发明的第三示例实施例的光学接收设备的配置的图。

图13是图示根据本发明的第四示例实施例的配置的概要的图。

图14是图示根据本发明的第四示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图15是图示根据本发明的第四示例实施例的光学接收设备的配置的图。

图16是图示根据本发明的第四示例实施例的光学通信系统的操作流程的图。

图17是图示根据本发明的第五示例实施例的配置的概要的图。

图18是图示根据本发明的第五示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图19是图示根据本发明的第五示例实施例的光学接收设备的配置的图。

图20是图示根据本发明的第六示例实施例的配置的概要的图。

图21是图示根据本发明的第六示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图22是图示根据本发明的第六示例实施例的光学接收设备的配置的图。

图23是图示根据本发明的第六示例实施例的光学通信系统的操作流程的图。

图24是图示根据本发明的第七示例实施例的配置的概要的图。

图25是图示根据本发明的第七示例实施例的光学发送设备的配置的图。

图26是图示根据本发明的第七示例实施例的光学接收设备的配置的图。

具体实施方式

(第一示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第一示例实施例。图1图示根据本示例实施例的光学发送设备的配置的概要。根据本示例实施例的光学发送设备包括：光输出装置1、光调制装置2、接收信息获取装置3和频率调整装置4。光输出装置1输出分配给自己的设备的频率的光。光调制装置2将由光输出装置1输出的光分离成相互正交的偏振波，对偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号。接收信息获取装置3在作为光学信号的传输目的地的光学接收设备中获取关于光学信号的接收状态的信息。频率调整装置4基于关于接收状态的信息来控制由光输出装置1输出的光的频率，并且调整作为用于在由光学接收设备对光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率与由光输出装置1输出的光的频率之间的差的频率偏移。

在根据本示例实施例的光学发送设备中，接收信息获取装置3获取关于光学接收设备的接收状态的信息，并且频率调整装置4调整作为由光输出装置1输出的光的频率与光学接收设备的本地振荡光的频率之间的差的频率偏移。在根据本示例实施例的光学发送设备中，通过将偏移加到由光输出装置1输出的光的频率和本地振荡光的频率，在光学接收设备的信号检测元件中不产生输出振幅为0的分量。这能够防止为了增加光学接收设备中的增益而在信号中产生噪声的状态，并且因此，能够维持接收质量。因此，根据本示例实施例的光学发送设备的使用使得能够在接收侧进行稳定的相干检测并且能够维持接收信号的质量。

(第二示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第二示例实施例。图2是图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要的图。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备10和光学接收设备20。光学发送设备10和光学接收设备20经由通信信道201和通信信道202彼此连接。根据本示例实施例的光学通信系统是经由通信信道201在光学发送设备10与光学接收设备20之间执行数字相干方案的光学通信的网络系统。

将描述光学发送设备10的配置。图3图示根据本示例实施例的光学发送设备10的配置。光学发送设备10包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13、光源单元14和频率调整单元15。

客户端信号输入单元11是用于经由通信信道201传输的客户端信号的输入端口。输入到客户端信号输入单元11的客户端信号被发送到信号处理单元12。

信号处理单元12对所输入的客户端信号执行诸如冗余处理的处理，并且将客户端信号映射在用于通过通信信道201进行传输的帧上。

信号调制单元13基于从信号处理单元12输入的信号对从光源单元14输入的光进行调制，并且产生要发送到通信信道201的光学信号。根据本示例实施例的信号调制单元13通过使用例如二进制相移键控(BPSK)调制方案来执行调制。调制方案可以是除BPSK以外的另一多级调制方案，诸如正交相移键控(QPSK)或8正交振幅调制(8QAM)。根据本示例实施例的信号调制单元13的功能相当于根据第一示例实施例的光调制装置2。

光源单元14向信号调制单元13输出预定频率的连续光。基于光学通信网络的波长设计来分配预定频率。通过将预定频率设定为设定值，光源单元14输出具有加到设定值的偏移的频率的光。频率偏移量由频率调整单元15控制。根据本示例实施例的光源单元14的功能相当于根据第一示例实施例的光输出装置1。

频率调整单元15控制光源单元14的频率偏移量。频率调整单元15基于从光学接收设备20发送的误差信息来控制频率偏移量。频率调整单元15以减小作为误差信息发送的误码率(BER)的方式控制频率偏移量。根据本示例实施例的频率调整装置4的功能相当于根据第一示例实施例的接收信息获取装置3和频率调整装置4。

将描述光学接收设备20的配置。图4图示根据本示例实施例的光学接收设备20的配置。光学接收设备20包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23和光检测单元24。光学接收设备20还包括模数转换器(ADC)25、数字信号处理器(DSP)26、本地振荡光输出单元27和误差检测单元28。

客户端信号输出单元21是用于输出已解调的客户端信号的输出端口。

偏振分束器(PBS)22对输入光学信号进行偏振分离并输出。PBS 22包括对光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。PBS 22-1对从通信信道201输入的光学信号进行偏振分离，向90度混合器23-1输出X偏振波，并且向90度混合器23-2发送Y偏振波。PBS 22-2对从本地振荡光输出单元27输入的光进行偏振分离，向90度混合器23-1输出X偏振波，并且向90度混合器23-2发送Y偏振波。

90度混合器23通过相位相差90度的两条路径来将输入光学信号与本地振荡光组合。90度混合器23-1通过相位彼此相差90度的两条路径来将从PBS 22-1输入的光学信号的X偏振波分量与从PBS 22-2输入的本地振荡光的X偏振波分量组合。

90度混合器23-1向光检测单元24-1发送通过经由相位相差90度的路径将光学信号与本地振荡光组合而产生的同相(I)分量和正交(Q)分量的信号。90度混合器23-2通过相位彼此相差90度的两条路径来将从PBS 22-1输入的光学信号的Y偏振波分量与从PBS 22-2输入的本地振荡光的Y偏振波分量组合。90度混合器23-2向光检测单元24-2发送通过经由相位相差90度的路径将光学信号与本地振荡光组合而产生的I分量和Q分量的信号。

光检测单元24将输入光学信号转换成电信号，并且输出该电信号。光检测单元24通过使用光电二极管来配置。光检测单元24-1将从90度混合器23-1输入的X偏振I分量和Q分量的光学信号转换成电信号，并且将电信号发送到ADC 25-1。光检测单元24-2将从90度混合器23-2输入的Y偏振I分量和Q分量的光学信号转换成电信号，并且将电信号发送到ADC25-2。

ADC 25将输入模拟信号转换成数字信号。ADC 25-1将从光检测单元24-1输入的模拟信号转换成数字信号，并且将该数字信号发送到DSP 26。ADC 25-2将从光检测单元24-2输入的模拟信号转换成数字信号，并且将该数字信号发送到DSP 26。

DSP 26通过执行输出信号的诸如失真校正、解码和误差校正的接收处理来对客户端信号进行解调。DSP 26由半导体设备配置。可以通过使用现场可编程门阵列(FPGA)来配置DSP 26的接收处理功能。可以通过由诸如中央处理单元(CPU)的通用处理器执行计算机程序来执行DSP 26的接收处理功能。DSP 26将已解调客户端信号发送到客户端信号输出单元21。

本地振荡光输出单元27产生本地振荡光，该本地振荡光是与经由通信信道201传输的光学信号组合并且用于在产生中频的光学信号时使用。本地振荡光输出单元27包括半导体激光器，并且输出基于经由通信信道201传输的光学信号的频率而设定的频率的光。

误差检测单元28监视由DSP 26执行的误差校正处理，并且测量误差数。根据本示例实施例的误差检测单元28基于测量的误差数来计算出BER，并且经由通信信道202将关于所计算出的BER的信息作为误差信息发送到光学发送设备10。误差检测单元28可以作为DSP26的一部分与DSP 26集成在一起。

通信信道201被配置为使用光纤的光学通信网络。通信信道201沿着从光学发送设备10到光学接收设备20的方向传输光学信号。通信信道202是通过其将控制信号等从光学接收设备20传输到光学接收设备的通信网络。通信信道202被包括作为例如用于由通信管理系统控制设备的线路。

将描述根据本示例实施例的光学通信系统的操作。首先，将要通过通信信道201传输的客户端信号输入到客户端信号输入单元11。作为客户端信号，例如，使用了同步光网络(SONET)、以太网(注册商标)、光纤信道(FC)、光传输网络(OTN)等的信号。输入到客户端信号输入单元11的客户端信号被发送到信号处理单元12。

在输入客户端信号时，信号处理单元12将客户端信号映射在用于通过通信信道201进行传输的帧上。当执行映射时，信号处理单元12将所映射的信号发送到信号调制单元13。

在基于执行了映射的帧的数据输入信号时，信号调制单元13基于从信号处理单元12输入的帧的数据来对从光源单元14输出的光进行调制。信号调制单元13通过使用BPSK方案来执行从电信号变成光学信号的转换。信号调制单元13向通信信道201发送通过调制产生的光学信号。

发送到通信信道201的光学信号通过通信信道201来传输，并且被发送到光学接收设备20。由光学接收设备20接收到的光学信号被输入到PBS 22-1。在输入光学信号时，PBS22对输入光学信号进行偏振分离，向90度混合器23-1发送X偏振光学信号，并且向90度混合器23-2发送Y偏振光学信号。

在从PBS 22-1输入光学信号时，90度混合器23-1和90度混合器23-2将从PBS 22-1输入的光学信号与从PBS 22-2输入的本地振荡光组合，并且产生与I分量和Q分量相关联的中频的信号。90度混合器23-1和90度混合器23-2将所产生的中频的光学信号发送到光检测单元24-1和光检测单元24-2。

在输入光学信号时，光检测单元24-1和光检测单元24-2将输入光学信号转换成电信号，并且将该电信号发送到ADC 25-1和ADC 25-2。在输入从光学信号转换的电信号时，ADC 25-1和ADC 25-2将输入信号转换为数字信号，并且将该数字信号发送到DSP 26。

在将信号输入到DSP 26时，DSP 26通过对输入信号执行接收处理来对客户端信号进行解调，并且将已解调的客户端信号发送到客户端信号输出单元21。客户端信号输出单元21将输入的客户端信号输出到通信网络和通信设备。

当接收处理由DSP 26执行时，误差检测单元28监视由DSP 26执行的误差校正处理，并且测量接收信号中的误差数。根据本示例实施例的误差检测单元28将误差数计算为BER。当计算出BER时，误差检测单元28经由通信信道202将关于所计算出的BER的信息作为误差信息发送到光学发送设备10。

由光学发送设备10经由通信信道202接收到的误差信息被发送到频率调整单元15。在接收到误差信息时，频率调整单元15以减小BER值的方式调整光源单元14的频率偏移。频率调整单元15基于BER的变化来改变频率偏移量，并且以使BER最小化的方式控制频率偏移量。光源单元14向信号调制单元13输出具有校正后的偏移量的频率的光。

将更详细地描述当由光学发送设备10调整由光源单元14输出的光的频率时的操作。图5图示当调整由光源单元14输出的光的频率时的操作流程。

首先，频率调整单元15设定频率偏移的搜索范围，即，用于在当误差数最小时查找要由光源单元14输出的频率的情况下改变频率偏移量的范围(步骤S11)。可以将频率偏移的搜索范围预先存储在频率调整单元15中，或者搜索范围的设定值可以由操作员等输入。

当设定了频率偏移的搜索范围时，频率调整单元15将频率偏移ofs(即与从光源单元14输出的光的频率的设定值的偏差量)设定为ofs＝0(步骤S12)。当ofs＝0时，光源单元14输出设定值，即，分配给自己的设备的频率的光。

频率调整单元15从自光学接收设备20接收到的误差信息中提取关于误差数的信息，并且将在ofs＝0的情况下的误差数代入误差的最小值ofs_err_best(步骤S13)。频率调整单元15将设定频率偏移ofs的值代入指示关于与代入到最小值ofs_err_best的数据相关联的频率偏移的信息的ofs_best(步骤S14)。当将在ofs＝0的情况下的误差数代入ofs_err_best时，那么ofs_best＝0成立。

当存储在频率偏移为0的情况下的误差数时，频率调整单元15将频率偏移ofs的设定值设定为ofs＝min，即，频率偏移的搜索范围的最小值min(步骤S15)。

当设定了频率偏移ofs的值时，频率调整单元15将频率偏移ofs的设定值与频率偏移的搜索范围的最大值ofs_max进行比较。当频率偏移ofs等于或小于最大值ofs_max(在步骤S16中为否)时，频率调整单元15基于频率偏移ofs校正光源的频率。频率调整单元15计算出要由光源单元14输出的频率并将要由光源单元14输出的频率设定为光源的频率＝频率设定值+ofs(步骤S17)。

当基于频率偏移ofs设定光源单元14的频率时，从光源单元14输出与设定值具有一定偏移的频率的光。当具有偏移的频率的光被输出到通信信道201时，从作为传输目的地的光学接收设备20发送关于误差数的信息。

在接收到关于误差数的信息时，频率调整单元15将误差数代入ofs_err(步骤S18)，并且将所接收到的误差数ofs_err与作为迄今最小值存储的ofs_err_best进行比较。当新接收到的误差数较小(在步骤S19中为是)时，频率调整单元15用新接收到的误差数ofs_err的值更新ofs_err_best(步骤S20)。当ofs_err_best被更新时，频率调整单元15将频率偏移ofs的值代入指示关于与最小值ofs_err_best相关联的频率偏移的信息的ofs_best(步骤S21)。

当关于与最小值ofs_err_best相关联的频率偏移的信息被更新时，频率调整单元15将频率偏移ofs改变为ofs＝ofs+Δf(步骤S22)，并且从步骤S16起执行操作。作为用于改变频率偏移的量的Δf被预先设定。可以通过将频率偏移的搜索范围除以预先设定的数字来设定Δf。

当新接收到的误差数等于或大于迄今最小值(在步骤S19中为否)时，频率调整单元15将频率偏移ofs改变为ofs＝ofs+Δf(步骤S22)，并且从步骤S16起执行操作。

在步骤S16中，当频率偏移ofs大于搜索范围的最大值ofs_max(在步骤S16中为是)时，频率调整单元15将光源单元14的频率设定为与最小值ofs_err_best相关联的频率。频率调整单元15将光源的频率计算为光源的频率＝频率设定值+ofs_best，并且以使得频率变为所计算出的频率的方式，控制要由光源单元14输出的信号的频率(步骤S23)。

图6是图示频率偏移量与误差数之间的关系的示例的图。在图6中的示例中，通过针对Δf改变频率偏移来测量误差数。在图6中的示例中，将具有最小误差数的-3Δf设定为针对由光源单元14输出的光的频率的偏移量。

在根据本示例实施例的光学通信系统中，经由通信信道202从光学接收设备20向光学发送设备10传输误差信息。然而，当执行双向光学通信时，可以将误差信息加到要作为主要信号从光学接收设备20发送到光学发送设备10的帧。图7图示OTN帧的配置。例如，当执行如在图7中一样使用OTN帧的数据通信时，能够通过将误差信息加到开销中的保留位来将误差信息从光学接收设备20发送到光学发送设备10。这样的配置消除了对于使用通信信道202来通信的需要，从而简化了配置。

图8是图示当使用BPSK调制方案和QPSK调制方案时的星座的图。在图8中的星座中，在平面上绘制信号的符号，其中I轴表示与载波同相的相位分量，并且Q轴表示与载波正交的相位分量。在BPSK调制方案的情况下，符号被映射在I轴上。因此，当光学信号和本地振荡光的频率偏移小从(其在图8中的左侧产生一状态)时，光学信号的Q分量变为0。在这种状态下，当以达到光检测单元24的恒定输出振幅的方式自动地控制增益时，没有信号被输入到输入有Q分量的信号的Q-ch，因此，输出振幅不会在放大Q-ch信号时增加。因此，为了增加Q-ch信号的输出振幅将增益设定为大的，将噪声分量加到Q-ch，并且产生信号质量的降级。

另一方面，当在光学信号的光源与本地振荡光的光源之间产生频率偏移时，星座如图9中所图示的那样旋转。在图8中图示的BPSK方案中，给出了仅I轴分量。然而，通过故意地产生频率偏移，不仅I轴分量而且Q轴分量都能够具有值。通过给出Q轴分量，设定适当的增益，从而防止了信号中的噪声变得太大，并且能够防止信号质量的降级。

在根据本示例实施例的光学通信系统中，光学发送设备10中的频率调整单元15基于由光学接收设备20中的误差检测单元28检测到的误差信息来调整要从光源单元14输出的光的频率。通过以减小误差数的方式调整频率，可以将适当的偏移加到从光学发送设备10发送的光学信号的频率以及用于在由光学接收设备20执行的对接收信号的检测中使用的本地振荡光的频率。因此，根据本示例实施例的光学通信系统能够抑制在接收信号中产生的噪声的影响并且能够维持接收质量。

(第三示例实施例)

将描述根据本发明的第三示例实施例的光学通信系统。图10图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备30和光学接收设备40。光学发送设备30和光学接收设备40经由通信信道201彼此连接。

根据本示例实施例的光学通信系统是类似于第二示例实施例地经由通信信道201执行数字相干方案的光学通信的网络系统。在根据第二示例实施例的光学通信网络中，光学发送设备的光源的频率的偏移量被调整。相反，根据本示例实施例的光学通信网络的特征在于，光学接收设备的本地振荡光的频率的偏移量被调整。

将描述光学发送设备30的配置。图11图示根据本示例实施例的光学发送设备30的配置。光学发送设备30包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13和光源单元31。根据本示例实施例的客户端信号输入单元11、信号处理单元12和信号调制单元13的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。

除了偏移要输出的光的频率的功能之外，光源单元31还具有与根据第二示例实施例的光源单元14类似的功能。换句话说，光源单元31包括半导体激光器，并且向信号调制单元13输出预定频率的连续光。预定频率是基于光学通信网络的波长设计来分配的。

将描述光学接收设备40的配置。图12图示根据本示例实施例的光学接收设备40的配置。光学接收设备40包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26、本地振荡光输出单元41、误差检测单元42和频率调整单元43。

根据本示例实施例的客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25和DSP 26的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。换句话说，作为PBS 22，包括对经由通信信道201输入的光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。包括对X偏振波的信号进行处理的90度混合器23-1、光检测单元24-1和ADC 25-1，并且包括对Y偏振波的信号进行处理的90度混合器23-2、光检测单元24-2和ADC 25-2。

本地振荡光输出单元41产生预定频率的本地振荡光，该本地振荡光是与经由通信信道201传输的光学信号组合并且用于在产生中频的光学信号时使用。本地振荡光输出单元41通过使用半导体激光器来配置。预定频率是基于经由通信信道201传输的光学信号的频率而设定的。本地振荡光输出单元41输出具有加到预定频率的偏移的频率的光。频率偏移量由频率调整单元43控制。

误差检测单元42具有与根据第二示例实施例的误差检测单元28类似的功能。根据本示例实施例的误差检测单元42监视由DSP 26执行的信号接收处理，并且基于误差数校正来测量误差数。误差检测单元42向自己的设备内的频率调整单元43发送基于测量误差的结果而计算出的误差信息。根据本示例实施例的误差检测单元42将BER作为误差信息发送到频率调整单元43。误差检测单元42可以作为DSP 26的一部分与DSP 26集成在一起。

频率调整单元43控制本地振荡光输出单元41的频率的偏移量。频率调整单元43基于从误差检测单元42发送的误差信息来控制频率偏移量。频率调整单元43以减小作为误差信息发送的BER的方式控制频率偏移量。

将描述根据本示例实施例的光学通信系统的操作。关于除调整光学信号和本地振荡光的频率偏移以外的操作，根据本示例实施例的光学通信系统与根据第二示例实施例的光学通信系统类似地操作。在根据本示例实施例的光学通信系统中，基于由光学接收设备40执行的对误差数的检测结果来调整光学信号和本地振荡光的频率偏移。换句话说，在根据本示例实施例的光学通信系统中，光学接收设备40中的频率调整单元43根据从本地振荡光输出单元41输出的本地振荡光的频率的设定值来改变偏移量，并且基于当误差数最小时的偏移量来控制本地振荡光的频率。

根据本示例实施例的光学通信系统具有与根据第二示例实施例的光学通信系统类似的有利效果。由于基于误差数来在光学接收设备40侧调整本地振荡光的频率，所以不必要将误差数发送到光学发送设备30，并且因此，能够进一步简化系统的配置。

(第四示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第四示例实施例。图13图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备50和光学接收设备60。光学发送设备50和光学接收设备60经由通信信道201和通信信道202连接。

根据本示例实施例的光学通信系统是类似于第二示例实施例地经由通信信道201执行数字相干方案的光学通信的网络系统。在根据第二示例实施例的光学通信系统中，通过以使误差数最小化的方式调整光学信号来调整光学信号和本地振荡光的频率偏移。根据本示例实施例的光学通信系统的特征在于，代替这样的配置，对光学信号的频率进行监视，并且以使得光学信号和本地振荡光的频率偏移变为设定值的方式，调整从光源单元输出的光的频率。

将描述光学发送设备50的配置。图14图示根据本示例实施例的光学发送设备50的配置。光学发送设备50包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13、光源单元14、频率监视单元51和频率调整单元52。

根据本示例实施例的客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13和光源单元14的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。

频率监视单元51具有测量信号调制单元13的输出信号的频率的功能。例如，信号调制单元13的输出信号通过被光耦合器分支而被输入到频率监视单元51。频率监视单元51向频率调整单元52发送关于信号调制单元13的输出信号的频率的信息。

频率调整单元52基于从频率监视单元51发送的输出信号的频率和经由通信信道202从光学接收设备60发送的本地振荡光的频率来控制由光源单元14输出的光的频率的偏移值。频率调整单元52监视从频率监视单元51发送的输出信号的频率与从光学接收设备60发送的本地振荡光的频率之间的差。频率调整单元52基于以频率偏移不会变为0的方式设定的频率偏移的设定值来控制要由光源单元14输出的光的频率的偏移量。

将描述光学接收设备60的配置。图15图示根据本示例实施例的光学接收设备60的配置。光学接收设备60包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26、本地振荡光输出单元27和频率监视单元61。

根据本示例实施例的客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26和本地振荡光输出单元27的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。换句话说，作为PBS 22，包括对经由通信信道201输入的光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。包括处理X偏振波的90度混合器23-1、光检测单元24-1和ADC 25-1，并且包括处理Y偏振波的90度混合器23-2、光检测单元24-2和ADC 25-2。

频率监视单元61具有测量本地振荡光输出单元27的输出光的频率的功能。本地振荡光输出单元27的输出光通过被例如光耦合器分支而被输入到频率监视单元61。频率监视单元61经由通信信道202向光学发送设备50中的频率调整单元52发送关于本地振荡光输出单元27的输出光的频率的信息。

将描述根据本示例实施例的光学通信系统的操作。关于除调整光学信号和本地振荡光的频率偏移以外的操作，根据本示例实施例的光学通信系统与根据第二示例实施例的光学通信系统类似地操作。

将描述由根据本示例实施例的光学发送设备50来调整要由光源单元14输出的频率的操作。图16图示调整要由光源单元14输出的光的频率的操作流程。

首先，频率调整单元52设定频率偏移目标ofs_target(步骤S31)。频率偏移目标ofs_target指示由光源单元14输出的光的频率与由本地振荡光输出单元41输出的光的频率之间的差的目标。频率偏移目标ofs_target被预先存储在频率调整单元52中。频率偏移目标ofs_target的设定值可以由操作员等输入。

当设定了频率偏移目标ofs_target时，频率调整单元52计算出光学信号的频率偏移sig_ofs，即，实际地输出的光学信号的频率与光学信号的频率设定值之间的差(步骤S32)。频率调整单元52基于对从频率监视单元51发送的光学信号的频率进行监视的结果来计算出光学信号的频率偏移sig_ofs。频率调整单元52将光学信号的频率偏移计算为频率偏移sig_ofs＝光学信号的频率的监视值–光学信号的频率设定值。

当计算出光学信号的频率偏移时，频率调整单元52计算出本地振荡光的频率偏移lo_ofs，即，由光学接收设备60实际地输出的本地振荡光的频率与本地振荡光的频率设定值之间的差(步骤S33)。频率调整单元52基于对经由通信信道202从频率监视单元61发送的本地振荡光的频率进行监视的结果来计算出本地振荡光的频率偏移lo_ofs。频率调整单元52将本地振荡光的频率偏移计算为频率偏移lo_ofs＝对本地振荡光的频率进行监视的结果–本地振荡光的频率设定值。

当计算出光学信号和本地振荡光的频率偏移时，频率调整单元52计算出光学信号和本地振荡光的频率偏移total_ofs(步骤S34)。频率调整单元52通过使用频率偏移total_ofs＝光学信号的频率偏移sig_ofs-本地振荡光的频率偏移lo_ofs来计算出光学信号和本地振荡光的频率偏移。

当计算出光学信号和本地振荡光的频率差，即频率偏移时，频率调整单元52检查频率偏移目标ofs_target的正/负，并且确定用于在计算出由光源单元14输出的光的频率的校正量diff时使用的系数SIGN。

当频率偏移目标ofs_target的值等于或大于0(在步骤S35中为是)时，频率调整单元52将系数SIGN设定为+1(步骤S36)。当频率偏移目标ofs_target的值小于0(在步骤S35中为否)时，频率调整单元52将系数SIGN设定为-1(步骤S39)。

当确定了用于在计算出由光源单元14输出的光的频率的校正量diff时使用的系数SIGN时，频率调整单元52计算出频率偏移的校正量diff(步骤S37)。频率调整单元52将校正量diff计算为diff＝SIGN×ofs_target–SIGN×total_ofs。

当计算出频率的校正量diff时，频率调整单元52将要由光源单元14输出的光的频率计算为频率设定值+SIGN×diff(步骤S37)。当计算出要由光源单元14输出的光的频率时，频率调整单元52以输出所计算出的频率的光的方式控制光源单元14。

在根据本示例实施例的光学通信系统中，监视光学信号和本地振荡光的频率，并且频率调整单元52以使得作为光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移变为设定值的方式，控制要从光源单元14输出的光的频率。通过以这样一种方式使光学信号和本地振荡光的频率保持在除0以外的设定值并且给出光学信号与本地振荡光之间的频率偏移，能够防止在Q-ch信号中产生的噪声。因此，根据本示例实施例的光学通信系统能够抑制在接收信号中产生的噪声的影响并且能够维持接收质量。

(第五示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第五示例实施例。图17图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备70和光学接收设备80。光学发送设备70和光学接收设备80经由通信信道201和通信信道203连接。通信信道203是通过其将控制信号等从光学发送设备70发送到光学接收设备80的通信网络。

根据本示例实施例的光学通信系统是类似于第二示例实施例地经由通信信道201执行数字相干方案的光学通信的网络系统。根据本示例实施例的光学通信系统的特征在于，基于测量光学信号和本地振荡光的频率的结果，以使得光学信号和本地振荡光的频率偏移变为设定值，控制光学接收设备80的本地振荡光的频率。

将描述光学发送设备70的配置。图18图示根据本示例实施例的光学发送设备70的配置。光学发送设备70包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13、光源单元71和频率监视单元72。根据本示例实施例的客户端信号输入单元11、信号处理单元12和信号调制单元13的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。

除了偏移要输出的光的频率的功能之外，光源单元71还具有与根据第二示例实施例的光源单元14类似的功能。换句话说，光源单元71包括半导体激光器，并且向信号调制单元13输出预定频率的连续光。预定频率是基于光学通信网络的波长设计来分配的。

频率监视单元72具有测量信号处理单元12的输出信号的频率的功能。例如，信号调制单元13的输出信号通过被光耦合器分支而被输入到频率监视单元72。频率监视单元72经由通信信道203向光学接收设备80中的频率调整单元82发送关于信号调制单元13的输出信号的频率的信息。

将描述光学接收设备80的配置。图19图示根据本示例实施例的光学接收设备80的配置。光学接收设备80包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26、本地振荡光输出单元27、频率监视单元81和频率调整单元82。

根据本示例实施例的客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25和DSP 26的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。换句话说，作为PBS 22，包括对经由通信信道201输入的光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。包括对X偏振波的信号进行处理的90度混合器23-1、光检测单元24-1和ADC 25-1，并且包括对Y偏振波的信号进行处理的90度混合器23-2、光检测单元24-2和ADC 25-2。

频率监视单元81具有测量本地振荡光输出单元27的输出光的频率的功能。本地振荡光输出单元27的输出光通过被例如光耦合器分支而被输入到频率监视单元81。频率监视单元81向自己的设备的频率调整单元82发送关于本地振荡光输出单元27的输出光的频率的信息。

频率调整单元82基于经由通信信道203从光学发送设备70中的频率监视单元72发送的输出信号的频率和从自己的设备的频率监视单元81发送的本地振荡光的频率来控制由本地振荡光输出单元27输出的光的频率的偏移量。频率调整单元82监视从光学发送设备70发送的光学信号的频率和本地振荡光的频率，并且基于以总偏移不会变为0的方式设定的频率偏移的设定值来控制由本地振荡光输出单元27输出的本地振荡光的频率的偏移量。

将描述根据本示例实施例的光学通信系统的操作。除了通过在光学接收设备侧控制本地振荡光的频率来调整频率偏移之外，根据本示例实施例的光学通信系统还与第四示例实施例类似地操作。在根据本示例实施例的光学通信系统中，光学接收设备80中的频率调整单元82基于从光学发送设备70发送的光学信号的频率和由自己的设备测量的本地振荡光的频率来计算出频率差。频率调整单元82基于光学信号和本地振荡光的频率差以及频率偏移的设定值来调整本地振荡光的频率。频率调整单元82以使得所计算出的光学信号和本地振荡光的频率差与频率偏移的设定值一致的方式，调整要从本地振荡光输出单元27输出的本地振荡光的频率。

根据本示例实施例的光学通信系统具有与根据第四示例实施例的光学通信系统类似的有利效果。换句话说，在根据本示例实施例的光学通信系统中，监视光学信号和本地振荡光的频率，并且频率调整单元82以使得作为光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移变为设定值的方式，控制要从本地振荡光输出单元27输出的光的频率。通过以这样一种方式使光学信号和本地振荡光的频率保持在除0以外的设定值并且给出在光学信号与本地振荡光之间的频率偏移，能够防止在Q-ch信号中产生的噪声。因此，根据本示例实施例的光学通信系统能够抑制在接收信号中产生的噪声的影响并且能够维持接收质量。

(第六示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第六示例实施例。图20图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备90和光学接收设备100。光学发送设备90和光学接收设备100经由通信信道201和通信信道202连接。

根据本示例实施例的光学通信系统是类似于第二示例实施例地经由通信信道201执行数字相干方案的光学通信的网络系统。在根据第四和第五示例实施例的光学通信系统中，频率差是通过测量光学信号和本地振荡光的频率来计算出的。相反地，根据本示例实施例的光学通信系统的特征在于，关于光学信号与本地振荡光之间的频率差的信息是通过监视光学接收设备的信号处理来获取的。

将描述光学发送设备90的配置。图21图示根据本示例实施例的光学发送设备90的配置。光学发送设备90包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13、光源单元14和频率调整单元91。

根据本示例实施例的客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13和光源单元14的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元相似。

频率调整单元91基于经由通信信道202从光学接收设备100中的频率偏移检测单元101发送的由光学发送设备90发送的光学信号的频率和光学接收设备100的本地振荡的频率的偏移量来控制由光源单元14输出的光的频率的偏移量。频率调整单元91基于从光学接收设备100发送的光学信号和本地振荡光的频率的偏移量，以使得总偏移不会变为0的方式，控制光源单元14的频率的偏移量。

将描述光学接收设备100的配置。图22图示根据本示例实施例的光学接收设备100的配置。光学接收设备100包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26、本地振荡光输出单元27和频率偏移检测单元101。

根据本示例实施例的客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26和本地振荡光输出单元27的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。换句话说，作为PBS 22，包括对经由通信信道201输入的光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。包括对X偏振波的信号进行处理的90度混合器23-1、光检测单元24-1和ADC 25-1，并且包括对Y偏振波的信号进行处理的90度混合器23-2、光检测单元24-2和ADC 25-2。

频率偏移检测单元101监视由DSP 26执行的接收处理，并且将由光学发送设备90发送的光学信号的频率与由本地振荡光输出单元27输出的本地振荡光的频率之间的差检测为频率偏移。频率偏移检测单元101经由通信信道202向光学发送设备90中的频率调整单元91发送关于指示所检测到的光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移的信息。频率偏移检测单元101可以作为DSP 26的一部分与DSP 26集成在一起。

将描述根据本示例实施例的光学通信系统的操作。关于除调整光学信号和本地振荡光的频率偏移以外的操作，根据本示例实施例的光学通信系统与根据第二示例实施例的光学通信系统类似地操作。将描述由根据本示例实施例的光学发送设备90调整由光源单元14输出的频率的操作。图23图示调整由光源单元14输出的光的频率的操作流程。

首先，频率调整单元91设定频率偏移目标ofs_target(步骤S41)。频率偏移目标ofs_target指示由光源单元14输出的光的频率与由本地振荡光输出单元27输出的光的频率之间的差的目标。频率偏移目标ofs_target可以被预先存储在频率调整单元91中，或设定值可以由操作员等输入。

当设定了频率偏移目标ofs_target时，频率调整单元91获取关于光学信号和本地振荡光的频率偏移total_ofs的数据(步骤S42)。经由通信信道202从光学接收设备100中的频率偏移检测单元101接收关于光学信号和本地振荡光的频率偏移total_ofs的数据。

在接收到关于光学信号和本地振荡光的频率偏移的数据时，频率调整单元91检查频率偏移目标ofs_target的正/负，并且确定用于在计算出频率偏移的校正量diff时使用的系数SIGN。

当频率偏移目标ofs_target的值等于或大于0(在步骤S43中为是)时，频率调整单元91将系数SIGN设定为+1(步骤S44)。当频率偏移目标ofs_target的值小于0(在步骤S43中为否)时，频率调整单元91将系数SIGN设定为-1(步骤S47)。

当确定了用于在计算出校正量diff时使用的系数SIGN时，频率调整单元91计算出频率偏移的校正量diff(步骤S45)。频率调整单元91将校正量diff计算为diff＝SIGN×ofs_target–SIGN×total_ofs。

当计算出频率的校正量diff时，频率调整单元91将要由光源单元14输出的光的频率计算为频率设定值+SIGN×diff(步骤S46)。当计算出要由光源单元14输出的光的频率时，频率调整单元91以使得所计算出的频率的光被输出的方式，控制光源单元14。

在根据本示例实施例的光学通信系统中，从频率偏移检测单元101获取光学信号和本地振荡光的频率，并且以使得指示光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移变为设定值的方式，控制要从光源单元14输出的光的频率。通过以这样一种方式使光学信号和本地振荡光的频率保持在除0以外的设定值并且给出在光学信号与本地振荡光之间的频率偏移，能够防止在Q-ch信号中产生的噪声。因此，根据本示例实施例的光学通信系统能够抑制在接收信号中产生的噪声的影响并且能够维持接收质量。

(第七示例实施例)

将参考附图详细地描述本发明的第七示例实施例。图24图示根据本示例实施例的光学通信系统的配置的概要。根据本示例实施例的光学通信系统包括光学发送设备110和光学接收设备120。光学发送设备110和光学接收设备120经由通信信道201连接。

根据本示例实施例的光学通信系统是类似于第二示例实施例地经由通信信道201执行数字相干方案的光学通信的网络系统。在根据第六示例实施例的光学通信系统中，由DSP 26对接收信号执行的处理由频率偏移检测单元101监视，获取关于光学信号和本地振荡光的频率差的信息，并且在光学发送设备中调整光学信号的频率。根据本示例实施例的光学通信系统的特征在于，由DSP 26对接收信号执行的处理由频率偏移检测单元101监视，并且通过调整本地振荡光的频率来调整光学信号和本地振荡光的频率偏移。

将描述光学发送设备110的配置。图25图示根据本示例实施例的光学发送设备110的配置。光学发送设备110包括客户端信号输入单元11、信号处理单元12、信号调制单元13和光源单元111。根据本示例实施例的客户端信号输入单元11、信号处理单元12和信号调制单元13的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。

除了偏移要输出的光的频率的功能之外，光源单元111还具有与根据第二示例实施例的光源单元14类似的功能。换句话说，光源单元111包括半导体激光器，并且向信号调制单元13输出预定频率的连续光。预定频率是基于光学通信网络的波长设计来分配的。

将描述光学接收设备120的配置。图26图示根据本示例实施例的光学接收设备120的配置。光学接收设备120包括客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25、DSP 26、本地振荡光输出单元121、频率偏移检测单元122和频率调整单元123。

根据本示例实施例的客户端信号输出单元21、PBS 22、90度混合器23、光检测单元24、ADC 25和DSP 26的配置和功能与根据第二示例实施例的相同名称的单元类似。换句话说，作为PBS 22，包括对经由通信信道201输入的光学信号进行偏振分离的PBS 22-1和对本地振荡光进行偏振分离的PBS 22-2。包括对X偏振波的信号进行处理的90度混合器23-1、光检测单元24-1和ADC 25-1，并且包括对Y偏振波的信号进行处理的90度混合器23-2、光检测单元24-2和ADC 25-2。

本地振荡光输出单元121产生预定频率的本地振荡光，该本地振荡光与经由通信信道201传输的光学信号组合并且用于在产生中频的光学信号时使用。本地振荡光输出单元121包括半导体激光器，并且输出基于经由通信信道201传输的光学信号的频率而设定的频率的光。本地振荡光输出单元121输出与作为中心频率的预定频率具有一定频率偏移的光。频率偏移由频率调整单元123控制。

频率偏移检测单元122监视由DSP 26执行的接收处理，并且检测由光学发送设备110发送的光学信号的频率和由本地振荡光输出单元121输出的本地振荡光的频率的偏移量。频率偏移检测单元122向自己的设备的频率调整单元123发送关于频率的偏移量的信息。频率偏移检测单元122可以作为DSP 26的一部分与DSP 26集成在一起。

频率调整单元123控制由本地振荡光输出单元121输出的本地振荡光的频率的偏移量。频率调整单元123基于关于从频率偏移检测单元122发送的光学信号和本地振荡光的频率偏移的信息来控制由本地振荡光输出单元121输出的本地振荡光的频率的偏移量。

除了通过在光学接收设备侧控制本地振荡光的频率来调整频率偏移之外，根据本示例实施例的光学通信系统与第六示例实施例类似地操作。在根据本示例实施例的光学通信系统中，光学接收设备120中的频率调整单元123获取关于由频率偏移检测单元122检测到的光学信号和本地振荡光的频率差的信息。频率调整单元123基于指示光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差的频率偏移的设定值来调整本地振荡光的频率。频率调整单元123以使得所计算出的光学信号与本地振荡光的频率差与频率偏移的设定值一致的方式，调整要从本地振荡光输出部121输出的本地振荡光的频率。

在根据本示例实施例的光学通信系统中，从频率偏移检测单元122获取光学信号和本地振荡光的频率，并且以使得指示光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移变为设定值的方式，控制要从本地振荡光输出单元121输出的光的频率。通过以这样一种方式使光学信号和本地振荡光的频率保持在除0以外的设定值并且给出在光学信号与本地振荡光之间的频率偏移，根据本示例实施例的光学通信系统能够防止在Q-ch信号中产生噪声。因此，根据本示例实施例的光学通信系统能够抑制在接收信号中产生的噪声的影响并且能够维持接收质量。

根据第二至第七示例实施例的光学通信系统指示执行从光学发送设备向光学接收设备发送光学信号的单向通信的配置。代替这样的配置，根据示例实施例的光学通信系统可以执行双向光学通信。当执行双向光学通信时，在两个方向上执行对作为光学信号和本地振荡光的频率差的频率偏移的控制。当执行双向通信时，根据示例实施例的光学通信系统可以被配置成通过将信息加入要向相对装置发送的帧中来发送信息，诸如误差信息、关于光的频率的信息以及关于光学信号与本地振荡光之间的频率差的信息。

能够将以上公开的示例实施例的全部或部分描述为但不限于以下补充注释。

[补充注释1]

一种光学发送设备，包括：

光输出装置，所述光输出装置用于输出分配给光学发送设备的频率的光；

光调制装置，所述光调制装置用于将由光输出装置输出的光分离成相互正交的偏振波，对偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号；

接收信息获取装置，所述接收信息获取装置用于获取关于在作为光学信号的发送目的地的光学接收设备中的光学信号的接收状态的信息；以及

频率调整装置，所述频率调整装置用于基于关于接收状态的信息来控制要由光输出装置输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是在由光学接收设备对光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率与由光输出装置输出的光的频率之间的差的。

[补充注释2]

根据补充注释1所述的光学发送设备，其中

接收信息获取装置获取关于光学信号中的误差数的信息作为关于接收状态的信息，并且

频率调整装置以使误差数最小化的方式控制要由光输出装置输出的光的频率。

[补充注释3]

根据补充注释1所述的光学发送设备，还包括

频率测量装置，所述频率测量装置用于测量从光调制装置输出的光学信号的频率，其中

接收信息获取装置从光学接收设备获取关于本地振荡光的频率的信息，并且

频率调整装置基于由频率测量装置测量的光学信号的频率和由接收信息获取装置获取的本地振荡光的频率来控制要由光输出装置输出的光的频率，使得频率偏移变为预先设定的值。

[补充注释4]

根据补充注释1所述的光学发送设备，其中

接收信息获取装置获取指示从光学接收设备接收的光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差的信息，并且

频率调整装置基于由接收信息获取装置获取的、从光学接收设备接收的光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差，以使得频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由光输出装置输出的光的频率。

[补充注释5]

一种光学接收设备，所述光学接收设备包括：

本地振荡光输出装置，所述本地振荡光输出装置用于输出本地振荡光，本地振荡光的频率是基于通过由光学发送设备对正交偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制而获取的光学信号的频率来设定的；

光学信号接收装置，所述光学信号接收装置用于将光学信号与本地振荡光组合，并且将组合的信号转换成电信号；

解调装置，所述解调装置用于基于由光学信号接收装置转换的电信号来执行解调处理；以及

本地振荡光调整装置，所述本地振荡光调整装置用于基于关于光学信号的接收状态的信息来控制要由本地振荡光输出装置输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是光学信号的频率与由本地振荡光输出装置输出的本地振荡光的频率之间的差。

[补充注释6]

根据补充注释5所述的光学接收设备，其中

本地振荡光调整装置以使由解调装置检测到的误差数最小化的方式控制要由本地振荡光输出装置输出的本地振荡光的频率。

[补充注释7]

根据补充注释5所述的光学接收设备，还包括：

本地振荡光测量装置，所述本地振荡光测量装置用于测量从本地振荡光输出装置输出的本地振荡光的频率；以及

发送信息获取装置，所述发送信息获取装置用于从光学发送设备获取关于光学信号的频率的信息，其中

本地振荡光调整装置基于由本地振荡光测量装置测量的本地振荡光的频率和由发送信息获取装置获取的光学信号的频率，以使得频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由本地振荡光输出装置输出的本地振荡光的频率。

[补充注释8]

根据补充注释5所述的光学接收设备，其中

本地振荡光调整装置基于由解调装置检测到的光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差，以使得频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由本地振荡光输出装置输出的光的频率。

[补充注释9]

一种光学通信系统，所述光学通信系统包括：

根据补充注释1至4中的任一项所述的光学发送设备；和

根据补充注释5所述的光学接收设备，其中

光学发送设备的频率调整装置基于从光学接收设备获取的关于光学信号的接收状态的信息来调整作为与由光输出装置输出的光的频率的差的频率偏移。

[补充注释10]

一种光学通信方法，所述光学通信方法包括：

输出分配给自己的设备的频率的光；

将输出的光分离成相互正交的偏振波，对偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号；

获取关于在作为光学信号的发送目的地的光学接收设备中的光学信号的接收状态的信息；以及

基于关于接收状态的信息来控制要输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是在由光学接收设备对光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率与要输出的光的频率之间的差。

[补充注释11]

根据补充注释10所述的光学通信方法，其中：

当获取关于接收状态的信息时，获取关于光学信号中的误差数的信息作为关于接收状态的信息；以及

当控制要输出的光的频率时，以使误差数最小化的方式控制要输出的光的频率。

[补充注释12]

根据补充注释10所述的光学通信方法，还包括：

测量输出光学信号的频率，其中：

当获取关于接收状态的信息时，从光学接收设备获取关于本地振荡光的频率的信息；以及

当控制要输出的光的频率时，基于测量的光学信号的频率和所获取的本地振荡光的频率，以使得频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要输出的光的频率。

[补充注释13]

根据补充注释10所述的光学通信方法，其中：

当获取关于接收状态的信息时，获取指示从光学接收设备接收的光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差的信息；以及

当控制要输出的光的频率时，基于的从光学接收设备接收的光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的获取的差，以使得频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要输出的光的频率。

[补充注释14]

根据补充注释10至13中的任一项所述的光学通信方法，还包括：

输出本地振荡光，所述本地振荡光的频率是基于通过由光学发送设备对正交偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制而获取的光学信号的频率来设定的频率；

将接收到的所述光学信号与本地振荡光组合，并且将组合的信号转换成电信号；

基于经转换后的电信号执行解调处理；

基于关于光学信号的接收状态的信息来控制要输出的本地振荡光的频率；以及

调整作为光学信号的频率与本地振荡光的频率之间的差的频率偏移。

虽然已经参考本发明的示例实施例特别示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域的普通技术人员应理解的是，在不脱离如由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种变化。

本申请基于并要求2018年2月8日提交的日本专利申请No.2018-20995的优先权，其公开内容通过引用整体地并入本文中。

[附图标记列表]

1 光输出装置

2 光调制装置

3 接收信息获取装置

4 频率调整装置

10 光学发送设备

11 客户端信号输入单元

12 信号处理单元

13 信号调制单元

14 光源单元

15 频率调整单元

20 光学接收设备

21 客户端信号输出单元

22 PBS

23 90度混合器

24 光检测单元

25 ADC

26 DSP

27 本地振荡光输出单元

28 误差检测单元

30 光学发送设备

31 光源单元

40 光学接收设备

41 本地振荡光输出单元

42 误差检测单元

43 频率调整单元

50 光学发送设备

51 频率监视单元

52 频率调整单元

60 光学接收设备

61 频率监视单元

70 光学发送设备

71 光源单元

72 频率监视单元

80 光学接收设备

81 频率监视单元

82 频率调整单元

90 光学发送设备

91 频率调整单元

100 光学接收设备

101 频率偏移检测单元

110 光学发送设备

111 光源单元

120 光学接收设备

121 本地振荡光输出单元

122 频率偏移检测单元

123 频率调整单元

201 通信信道

202 通信信道

203 通信信道

Claims (14)

1.一种光学发送设备，包括：

光输出装置，所述光输出装置用于输出分配给所述光学发送设备的频率的光；

光调制装置，所述光调制装置用于将由所述光输出装置输出的光分离成相互正交的偏振波，对所述偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号；

接收信息获取装置，所述接收信息获取装置用于获取关于在作为所述光学信号的发送目的地的光学接收设备中的所述光学信号的接收状态的信息；以及

频率调整装置，所述频率调整装置用于基于关于所述接收状态的所述信息来控制要由所述光输出装置输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是由所述光输出装置输出的光的频率与在由所述光学接收设备对所述光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率之间的差。

2.根据权利要求1所述的光学发送设备，其中

所述接收信息获取装置获取关于所述光学信号中的误差数的信息作为关于所述接收状态的所述信息，并且

所述频率调整装置以使所述误差数最小化的方式控制要由所述光输出装置输出的所述光的频率。

3.根据权利要求1所述的光学发送设备，还包括

频率测量装置，所述频率测量装置用于测量从所述光调制装置输出的所述光学信号的频率，其中

所述接收信息获取装置从所述光学接收设备获取关于所述本地振荡光的频率的信息，并且

所述频率调整装置基于由所述频率测量装置测量的所述光学信号的频率和由所述接收信息获取装置获取的所述本地振荡光的频率，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由所述光输出装置输出的所述光的频率。

4.根据权利要求1所述的光学发送设备，其中

所述接收信息获取装置获取指示从所述光学接收设备接收的所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率之间的差的信息，并且

所述频率调整装置基于由所述接收信息获取装置获取的、从所述光学接收设备接收的所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率之间的所述差，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由所述光输出装置输出的所述光的频率。

5.一种光学接收设备，包括：

本地振荡光输出装置，所述本地振荡光输出装置用于输出本地振荡光，所述本地振荡光的频率是基于通过由光学发送设备对正交偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制而获取的光学信号的频率来设定的；

光学信号接收装置，所述光学信号接收装置用于将所述光学信号与所述本地振荡光组合，并且将组合的信号转换成电信号；

解调装置，所述解调装置用于基于由所述光学信号接收装置转换的所述电信号来执行解调处理；以及

本地振荡光调整装置，所述本地振荡光调整装置用于基于关于所述光学信号的接收状态的信息来控制要由所述本地振荡光输出装置输出的光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是所述光学信号的频率与由所述本地振荡光输出装置输出的所述本地振荡光的频率之间的差。

6.根据权利要求5所述的光学接收设备，其中

所述本地振荡光调整装置以使由所述解调装置检测到的误差数最小化的方式控制要由所述本地振荡光输出装置输出的所述本地振荡光的频率。

7.根据权利要求5所述的光学接收设备，还包括：

本地振荡光测量装置，所述本地振荡光测量装置用于测量从所述本地振荡光输出装置输出的所述本地振荡光的频率；以及

发送信息获取装置，所述发送信息获取装置用于从所述光学发送设备获取关于所述光学信号的频率的信息，其中

所述本地振荡光调整装置基于由所述本地振荡光测量装置测量的所述本地振荡光的频率和由所述发送信息获取装置获取的所述光学信号的频率，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要由所述本地振荡光输出装置输出的所述本地振荡光的频率。

8.根据权利要求5所述的光学接收设备，其中

所述本地振荡光调整装置基于由所述解调装置检测到的所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率之间的差，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，来控制要由所述本地振荡光输出装置输出的所述光的频率。

9.一种光学通信系统，包括：

根据权利要求1至4中的任一项所述的光学发送设备；以及

根据权利要求5所述的光学接收设备，其中

所述光学发送设备的所述频率调整装置基于从所述光学接收设备获取的关于所述光学信号的接收状态的信息来调整作为与由所述光输出装置输出的光的频率的差的频率偏移。

10.一种光学通信方法，包括：

输出分配给自己的设备的频率的光；

将输出的所述光分离成相互正交的偏振波，对所述偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制，并且输出通过对调制的分量波进行偏振合成而获取的光学信号；

获取关于在作为所述光学信号的发送目的地的光学接收设备中的所述光学信号的接收状态的信息；以及

基于关于所述接收状态的所述信息来控制要输出的所述光的频率，并且调整频率偏移，所述频率偏移是要输出的所述光的频率与在由所述光学接收设备对所述光学信号的相干检测中使用的本地振荡光的频率之间的差。

11.根据权利要求10所述的光学通信方法，其中：

当获取关于所述接收状态的所述信息时，获取关于所述光学信号中的误差数的信息作为关于所述接收状态的所述信息；以及

当控制要输出的所述光的频率时，以使所述误差数最小化的方式控制要输出的所述光的频率。

12.根据权利要求10所述的光学通信方法，还包括：

测量所述输出光学信号的频率，其中：

当获取关于所述接收状态的所述信息时，从所述光学接收设备获取关于所述本地振荡光的频率的信息；以及

当控制要输出的所述光的频率时，基于测量的所述光学信号的频率和获取的所述本地振荡光的频率，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要输出的所述光的频率。

13.根据权利要求10所述的光学通信方法，其中：

当获取关于所述接收状态的所述信息时，获取指示从所述光学接收设备接收的所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率与之间的差的信息；以及

当控制要输出的所述光的频率时，基于从所述光学接收设备接收的所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率之间的获取的所述差，以使得所述频率偏移变为预先设定的值的方式，控制要输出的所述光的频率。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的光学通信方法，还包括：

输出所述本地振荡光，所述本地振荡光的频率是基于通过由光学发送设备对正交偏振波的每个中的同相分量和正交分量进行调制而获取的光学信号的频率来设定的；

将接收到的所述光学信号与所述本地振荡光组合，并且将组合的信号转换成电信号；

基于转换的所述电信号来执行解调处理；

基于关于所述光学信号的接收状态的信息来控制要输出的所述本地振荡光的频率；以及

调整作为所述光学信号的频率与所述本地振荡光的频率之间的差的频率偏移。

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